【經典回顧】大型沖壓模具國產化探索

2016-11-14 by:CAE仿真在線來源:互聯網

沖壓模具國產化的背景

新車型推進的戰略要求

為了不斷推出新產品以滿足客戶的需求,建廠初期廣州汽車集團乘用車有限公司就提出了一年推出一個新車型的計劃,但隨著新車型的推出,車身模具就需要重做、修改或增補。以每年一個新車型的更新速度計算,每年需要重新制作五十套以上的沖壓模具,投入的金額很大。所以,進行模具國產化是企業新車型推進的戰略要求。

市場競爭的要求

從每個新車型啟動開始,廣汽乘用車公司就明確提出降本目標,以提高將來在市場上的價格競爭力。新車型實現降本的目標,除了降低生產準備費用和試制費外,必須想方設法降低沖模的制作費用。

意義

經過對前后導入的兩款規格相近車型的同一種沖壓零件的模具成本比較,發現模具國產化后,直接體現投入金額有較大幅度的降低,模具費用分別下降57%和62%。由此可見,沖壓模具的國產化在投資方面可以產生最直接的經濟效益,是新車型降本最直接的辦法。

難度

車身外覆蓋件沖壓模具的設計難度很大,其制造加工及調試過程也有一定難度。國內各大模具制造廠在實際工作中也存在著的設計及加工制造技術上難題。模具國產化逐步推進,可以按步驟的進行模具加工、調試和設計,從而不斷提高企業及國內相關模具制造廠的獨立設計和生產制造水平。

模具國產化進展

⑴國內的模具制造商能進行模具制造的零件種類沒有完全確定,不能制定長遠的模具國產化規劃。

⑵國產模具制造商水平參差不齊,同進口模具存在一定差距。

⑶模具國產化帶來的技術支援費用較高,且不能在短時間內大幅度降低。

⑷新車型模具國產化工作不規范,存在無指導性及隨意工作的問題。

模具國產化評價措施及方法

模具制造企業能力調查

爭取全面了解全國各主要模具制造廠的綜合制造能力,考察對象為國內大型、中型模具制造廠,結合特征零件(側圍、翼子板、門板)的現場考察、廠家介紹、廠家問卷調查方式,內容包括設計、機加工、研配、調試、檢測、鑄鐵及材料、標準件采購情況。資質管理及服務方面,包括認證、人力資源、合作經歷、售后服務、供貨周期、負荷、項目管理體制、特征零件供貨實績等。

采用表1所設定的實分評價準則,對每個特征零件(外側圍、翼子板、門板)進行實分評測。設備及配套的評估,包括以下幾方面:

表1 國產模具國產化評估方法

⑴模具材料(表2)的評估。

表2 模具材料的評估

⑵設計能力評估。參照表2,從工藝分析、模具設計、CAM等3個方面進行評估。其中,工藝分析能力重點檢討對應特征零件是否有過使用AUTOFORM、DYNAFORM等軟件分析的實績。模具設計及CAM分別檢討是否有對應特征零件的設計及加工實績。在評價過程中,對應軟件的種類及數量也是衡量其設計能力的重要指標。

⑶加工能力評估。主要以大型NC機床的設備規格及精度為評價指標,設備規格包含數量和臺面尺寸兩個評價項目,數量的多少關系著年度加工能力,臺面尺寸大小關系著能加工模具的規格范圍。設備精度對于保證模具的品質起著至關重要的作用。大型NC機床評估水平的高低,是對一個公司整體綜合實力的直觀評價。

⑷模具調試研配能力評估。此項評估重點應關注調試設備的規格,著重比較模具制作廠家調試設備與主機廠生產設備的差異。若差異較大,模具出廠運至主機廠調試時很可能出現調試狀態及結果差異較大,需要大量時間重新調試。所說的設備差異主要是拉延工序的機床差異,包括噸位差異、液壓墊還是氣墊、臺面尺寸差異、頂桿孔布局差異等歐式重點評估項目,這對于沖壓零件的整體品質、交貨期都有著較大的影響。

⑸檢測測量能力及標準件體系評估。對于標準件的要求,如導板、彈頂銷、氮氣缸、彈簧、沖頭、凹模、斜楔機構、銷釘等均要來源于國內外信譽度較好,且供貨類型、質量及周期都可以保證的供應商。檢測能力方面,大部分模具制造商都擁有三坐標測量儀或激光掃描測量儀,但不同主機廠品質要求不同,應用的領域和范圍也不盡相同。因此,比較此項目時不同的主機廠人員的評價結果會有一定的差異。

⑹綜合判斷。①綜合設備及配套比較,見表3,說明了A、B、C三個廠在設計、鑄造、加工、調試、質量保證等方面的綜合比較,以及在各分項的水平,體現了各廠家的綜合實力。②對三個廠的外側圍、翼子板、門板三種零件模具制作能力比較,見表3,進一步細分三個廠在不同零件層次上的設計、制造能力。最后,進行資質管理及服務評價。

表3 三個廠三種特征零件的綜合比較

模具國產化的推進方法

⑴將經調研評估的模具制造企業進行區分,從設備配套綜合競爭實力、管理及服務體系進行排序,并把各個廠家所能承接制造的零件模具進行劃分。

⑵將新車型沖壓模具按不同特征進行區分,首先檢討對應零件的規格能否在國內備選制造企業制作,然后把相似特征規格的零件組合在一起分包招標。具體評價時,根據不同供應商的評價分值綜合評價,選擇出最合適的供應商。

⑶在實際模具制造中,為了減少風險保證交貨期和質量,供求雙方需要積極努力配合。主機廠應根據供應商的實際情況,提供必要的原廠技術援助,幫助供應商快速熟悉原廠的技術標準、規范,并對模具制作各階段的品質嚴格控制,積極促進供應商不斷改善工藝質量,通過多個合作項目不斷壯大自身實力,從而推動整個行業的發展。

實踐結果

實踐證明,通過大力推行模具國產化,主機廠能夠極大地控制新車型導入時的模具投資。模具國產化初期,除了供應商自身的原因,供求雙方在標準使用、工藝選擇、方法實施上均存在技術分歧和溝通障礙,這也使得在國產化初期出現交貨期延遲、質量不合格以致重做的問題,但只要雙方能夠坦誠相待,實事求是的不斷溝通、改善,會逐步共同進步、配合默契。在模具國產化進程中,模具品質逐步改進,調試工時逐漸降低,見圖1,單件產品精度提高顯著。

圖1 各車型調試工時變化

結束語

如何讓消費者用低廉的價格購買到心儀的產品,是每個汽車企業不斷追求的目標。在保證品質的前提下,大力削減新車型沖壓模具的投資,是汽車模具的國產化將是將來需要進一步改進、提高的方向。主機廠也需要和供應商一起,不斷提高國內汽車大型沖壓模具的品質,大力提高模具國產化。

——本文節選自《鍛造與沖壓》

開放分享：優質有限元技術文章,助你自學成才